實驗方法原理 | 聚合梅鏈式反應(polymerase chain reaction)即PCR技術,是一種在體外快速擴增特定基因或DNA 序列的方法,故又稱基因的體外擴增法。PCR技術已成為分子生物學研究中使用zui多,zui廣泛的手段之一,而引物設計是PCR技術中至關重要的一環,使用不合適的PCR引物容易導致實驗失敗:表現為擴增出目的帶之外的多條帶(如形成引物二聚體帶),不出帶或出帶很弱,等等。現在PCR引物設計大都通過計算機軟件進行,可以直接提交模板序列到特定網頁,得到設計好的引物,也可以在本地計算機上運行引物設計專業軟件。 |
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實驗步驟 | 一、引物搜索 |
注意事項 | 1. 注意:在填antisense時要注意3’到5’翻轉成5’到3’ |
其他 | 一、引物設計原則 聚合梅鏈式反應(polymerase chain reaction)即PCR技術,是一種在體外快速擴增特定基因或DNA 序列的方法,故又稱基因的體外擴增法。PCR技術已成為分子生物學研究中使用zui多,zui廣泛的手段之一,而引物設計是PCR技術中至關重要的一環,使用不合適的PCR引物容易導致實驗失敗:表現為擴增出目的帶之外的多條帶(如形成引物二聚體帶),不出帶或出帶很弱,等等。現在PCR引物設計大都通過計算機軟件進行,可以直接提交模板序列到特定網頁,得到設計好的引物,也可以在本地計算機上運行引物設計專業軟件。 引物設計原則如下 1. 引物應在序列的保守區域設計并具有特異性。引物序列應位于基因組DNA的高度保守區,且與非擴增區無同源序列。這樣可以減少引物與基因組的非特異結合,提高反應的特異性; 2. 引物的長度一般為15-30 bp。常用的是18-27 bp,但不應大于38,因為過長會導致其延伸溫度大于74℃,不適于Taq DNA聚合酶進行反應; 3. 引物不應形成二級結構。引物二聚體及發夾結構的能值過高(超過4.5kcal/mol)易導致產生引物二聚體帶,并且降低引物有效濃度而使PCR反應不能正常進行; 4. 引物序列的GC含量一般為40-60%。過高或過低都不利于引發反應。上下游引物的GC含量不能相差太大; 5. 引物所對應模板位置序列的Tm值在72℃左右可使復性條件*。Tm值的計算有多種方法,如按公式Tm=4(G+C)+2(A+T); 6. 引物5'端序列對PCR影響不太大,因此常用來引進修飾位點或標記物。可根據下一步實驗中要插入PCR產物的載體的相應序列而確定。 7. 引物3’端不可修飾。引物3'端的末位堿基對Taq酶的DNA合成效率有較大的影響。不同的末位堿基在錯配位置導致不同的擴增效率,末位堿基為A的錯配效率明顯高于其他3個堿基,因此應當避免在引物的3'端使用堿基A。 8. 引物序列自身或者引物之間不能在出現3個以上的連續堿基,如GGG或CCC,也會使錯誤引發機率增加; 9. G值是指DNA雙鏈形成所需的自由能,該值反映了雙鏈結構內部堿基對的相對穩定性。應當選用3'端G值較低(值不超過9),而5’端和中間G值相對較高的引物。引物的3’端的G值過高,容易在錯配位點形成雙鏈結構并引發DNA聚合反應; 值得一提的是,各種模板的引物設計難度不一。有的模板本身條件比較困難,例如GC含量偏高或偏低,導致找不到各種指標都十分合適的引物;在用作克隆目的的PCR因為產物序列相對固定,引物設計的選擇自由度較低,在這種情況只能退而求其次,盡量去滿足條件。 二、引物設計軟件Primer premier5.0及oligo6.0 “Premier"的主要功能分四大塊,其中有三種功能比較常用,即引物設計、限制性內切酶位點分析和DNA 基元(motif)查找。“Premier"還具有同源性分析功能,但并非其特長,在此略過。此外,該軟件還有一些特殊功能,其中zui重要的是設計簡并引物,另外還有序列“朗讀"、DNA 與蛋白序列的互換、語音提示鍵盤輸入等等。有時需要根據一段氨基酸序列反推到DNA 來設計引物,由于大多數氨基酸(20 種常見結構氨基酸中的18 種)的遺傳密碼不只一種,因此,由氨基酸序列反推DNA 序列時,會遇到部分堿基的不確定性。這樣設計并合成的引物實際上是多個序列的混和物,它們的序列組成大部分相同,但在某些位點有所變化,稱之為簡并引物。遺傳密碼規則因物種或細胞亞結構的不同而異,比如在線粒體內的遺傳密碼與細胞核是不一樣的。“Premier"可以針對模板DNA 的來源以相應的遺傳密碼規則轉換DNA 和氨基酸序列。軟件共給出八種生物亞結構的不同遺傳密碼規則供用戶選擇,有纖毛蟲大核(Ciliate Macronuclear)、無脊椎動物線粒體(Invertebrate Mitochondrion)、支原體(Mycoplasma)、植物線粒體(Plant Mitochondrion)、原生動物線粒體(Protozoan Mitochondrion)、一般標準(Standard)、脊椎動物線粒體(Vertebrate Mito-chondrion)和酵母線粒體(Yeast Mitochondrion)。 對引物進行分析評價的的軟件中,“oligo" 是zui的。它的使用并不十分復雜,Oligo 6.0的界面是三個圖,Tm圖、ΔG圖和Frq圖。“Oligo"的功能比“Premier"還要單一,就是引物設計。但它的引物分析功能如此強大以至于能。所以引物設計的*搭配是“Premier"進行引物搜索“Oligo" 對引物分析評價。 二、作業 1. 提交使用Primer premier5.0及oligo6.0軟件進行人瘦素(leptin) mRNA引物的設計結果; (1)使用引物設計軟件Primer premier5.0進行人瘦素(leptin) mRNA引物搜索結果截圖。(包括S鏈和A鏈截圖) (2)oligo6.0分析此對引物的結果。(包括Duplex formation、Hairpin formation、False Priming Sites截圖) (3)綜合Primer premier5.0與oligo6的引物設計結果為 |
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